專利名稱：一種水泥窯協(xié)同處理生活垃圾焚燒飛灰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生活垃圾焚燒飛灰的處理方法，特別是利用水泥窯協(xié)同處置生活垃圾焚燒飛灰，實(shí)現(xiàn)生活垃圾焚燒飛灰徹底的無害化和資源化的一種水泥窯協(xié)同處理生活 垃圾焚燒飛灰的方法。
背景技術(shù)：
由于城市在不斷發(fā)展，生活垃圾產(chǎn)生量巨增，現(xiàn)已成為制約城市發(fā)展的重要因素。 焚燒處理是目前處理城市生活垃圾的最重要的手段之一。但由于經(jīng)過焚燒的生活垃圾中， 焚燒飛灰的氯鹽含量高達(dá)10%以上，并且含有苯并芘、苯并蒽、二惡英等有機(jī)污染物和Cr、 Cd、Hg、Pb、Cu、Ni等痕量重金屬，被歸為危險(xiǎn)廢棄物。國內(nèi)外現(xiàn)有的生活垃圾焚燒飛灰無害化和穩(wěn)定化處理的方法主要包括固化穩(wěn)定 化、濕式化學(xué)處理和高溫處理三大類。飛灰中各組分的波動(dòng)性和不穩(wěn)定性使得濕式化學(xué)處 理方法目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，很難達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的目的。國內(nèi)較為普遍的處置方 法是對飛灰進(jìn)行單獨(dú)收集，經(jīng)水泥固化處理后，送入危險(xiǎn)廢物填埋場進(jìn)行填埋。但用水泥固 化方式處理生活垃圾焚燒飛灰，面臨著重金屬固化穩(wěn)定效果差、有害物質(zhì)浸出率高的缺陷； 且填埋占用大量的土地資源，填埋場對周邊生態(tài)有潛在的環(huán)境污染影響，是一個(gè)潛在的污 泥源。在高溫處理方面主要是利用水泥窯燒制水泥，因飛灰中由于氯離子含量高，不但水泥 窯處置量低，而且影響窯系統(tǒng)的正常運(yùn)行。公開號為101182144A的發(fā)明專利申請中公開了一種“生活垃圾焚燒飛灰水泥窯 煅燒資源化的方法”其中公開了對生活垃圾焚燒飛灰進(jìn)行水洗_碳酸化預(yù)后作為水泥生料 與其它生料一起投入水泥窯煅燒預(yù)的方法，該方法可使飛灰中的重金屬在高溫條件下有效 地固定在水泥熟料晶格中；同時(shí)，處理后的生活垃圾焚燒飛灰中氯的含量可降至1%，為水 泥窯處理生活垃圾焚燒飛灰提供了可行的方法；但該方法中用水量大，水洗預(yù)處理過程中 產(chǎn)生的污水未進(jìn)行脫鹽處理，含鹽量高，很難達(dá)到回用水的要求，飛灰濾餅含水率過高在經(jīng) 生料配比進(jìn)入水泥窯煅燒時(shí)，不但摻入量小，而且對生料配料過程及窯系統(tǒng)穩(wěn)定性均有不 良影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種省水，工藝安全、 合理，可使處理后的飛灰在水泥窯處置的摻入量占生料比例有效提高的一種水泥窯協(xié)同處 理生活垃圾焚燒飛灰的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種水泥窯協(xié)同處理生活垃圾 焚燒飛灰的方法，包括如下步驟1)飛灰水洗預(yù)處理工序；它包括用三級由水洗罐和真空過濾機(jī)組合的水洗處理 裝置進(jìn)行飛灰水洗的步驟；具體操作為在所用的飛灰中加入水，其水與飛灰以2 1 3 1的重量比混合，在一級水洗罐中通入CO2攪拌成水洗料漿，CO2的通入量為10. 4-13. 8公斤(CO2)/噸(料漿)；然后將其送入一級真空過濾機(jī)過濾脫水，固液分離出濾液與濾餅； 其中，濾液直接排入污水池，濾餅送入二級水洗罐進(jìn)行第二次水洗；水洗料漿經(jīng)攪拌后，送 入二級真空過濾機(jī)過濾脫水，二次固液分離出濾液與濾餅，得到的濾液回流至一級水洗罐， 重復(fù)水洗；得到的濾餅送入三級水洗罐進(jìn)行第三次水洗；該水洗料漿經(jīng)攪拌后，送入三級 真空過濾機(jī)過濾脫水；三次固液分離出濾液與濾餅，得到的濾液回流至二級水洗罐，重復(fù)洗 滌；得到的濾餅經(jīng)烘干機(jī)烘干后送入水洗飛灰儲倉中待用；2)污水處理工序；具體操作為A)將步驟1)排入污水池的濾液經(jīng)反 應(yīng)沉淀池進(jìn) 行反應(yīng)沉淀，并同時(shí)加入化學(xué)藥物，通過化學(xué)共沉法去除濾液中的重金屬且分層出上清液 和沉淀物；所用的化學(xué)藥劑為硫化鈉和硫酸亞鐵；化學(xué)共沉法的沉淀時(shí)間至少為3小時(shí)。B)將步驟A)中的沉淀物送入離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到的濾液返回至反應(yīng)沉淀 池，重復(fù)沉淀處理；得到的濾餅直接送入烘干機(jī)烘干后待用；步驟A)中的上清液通入0)2進(jìn) 行酸堿中和，通入CO2后使得該上清液中的PH值從10. 78-11. 91降低至9 ；中和后的液體進(jìn) 入沉淀池沉淀，再次分層出上清液與沉淀物；C)將步驟B)中的上清液經(jīng)三效蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn) 行脫鹽處理；結(jié)晶出的鹽送入結(jié)晶鹽儲倉，蒸發(fā)出的水蒸汽冷凝后得到冷凝水，冷凝水匯集 至一清水池后再回流至所述三級水洗罐，重復(fù)使用；步驟B)中的沉淀物經(jīng)離心機(jī)固液分離 出濾液和濾餅，所述濾餅經(jīng)烘干機(jī)烘干后待用；所述濾液回流至所述反應(yīng)沉淀池中重復(fù)步 驟A)；3)煅燒水泥熟料；將步驟1)所述水洗飛灰儲倉中的濾餅和步驟2)烘干后的所述 濾餅經(jīng)計(jì)量輸送設(shè)備從窯尾1000°c以上高溫段進(jìn)入水泥窯煅燒；其中，烘干后的濾餅含水 率為 3% ；所述水泥窯窯內(nèi)的煅燒溫度可達(dá)1750°C。上述步驟1)中一級、二級、三級的水洗料漿的攪拌時(shí)間均為20 30分鐘；攪拌后 的水洗料進(jìn)入真空過濾機(jī)所用的輸送設(shè)備為泥漿泵。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果如下1、飛灰按水飛灰=2 1 3 1重量比混合經(jīng)三級水洗及真空過濾脫水處理，最終得到的飛灰濾餅，氯離子的去除率 可提高為95%以上，為垃圾焚燒飛灰的處理與利用可行。2、飛灰水洗的污水經(jīng)污水處理工 序處理后，重新回用于飛灰水洗預(yù)處理工序中的水洗，實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)利用，使得水洗過程 中水的實(shí)際用水量為0. 7 1噸水/噸飛灰，大幅度節(jié)約用水量。3、飛灰水洗后的污水處 理中采用三效蒸發(fā)結(jié)晶裝置脫鹽，使污水中水與鹽達(dá)到分離。達(dá)到洗灰水100%回用，對外 界零排放的目的。4.飛灰經(jīng)過水洗預(yù)處理后，氯離子含量不高于0.5%，使水泥窯安全處置 飛灰的能力由不能超過生料量的0.5%提高到3%左右，飛灰處理能力加大，利用率提高。 5.利用本發(fā)明的方法處理生活垃圾焚燒飛灰，得到的濾餅經(jīng)烘干后送入水泥窯煅燒出的水 泥，可達(dá)到P.042.5水泥的性能要求，實(shí)現(xiàn)了飛灰資源化綜合利用。6.經(jīng)水洗后的飛灰，由 于氯及堿金屬含量低，解決了現(xiàn)有技術(shù)中水泥窯因處置飛灰易結(jié)皮而影響該水泥窯系統(tǒng)正 常運(yùn)轉(zhuǎn)的難題，減少了水泥窯停機(jī)維修的時(shí)間，提高了水泥窯的生產(chǎn)效率。7.飛灰經(jīng)窯尾 1000°C高溫段進(jìn)入水泥窯煅燒，二惡英被完全分解，而重金屬被有效固定在水泥熟料晶格 中，實(shí)現(xiàn)了飛灰的無害化與資源化處置。


圖1為本發(fā)明工藝流程框圖
圖2為飛灰水洗預(yù)處理工序的具體流程3為污水處理工序的具體流程4為水泥煅燒工序具體流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明水泥窯協(xié)同處理生活垃圾焚燒飛灰的方法作進(jìn)一步的詳 細(xì)說明。如圖1所示本發(fā)明的工藝流程包括飛灰水洗預(yù)處理工序、污水處理工序與煅燒 水泥熟料三大步驟。其中，經(jīng)飛灰水洗預(yù)處理工序1處理得到的濾餅經(jīng)烘干機(jī)6烘干后送 入水洗飛灰儲倉5，然后進(jìn)入水泥煅燒工序3中煅燒水泥熟料；得到的濾液進(jìn)入第二步的污 水處理工序2，經(jīng)該步驟處理后得到的濾餅經(jīng)烘干機(jī)6烘干后送入水洗飛灰儲倉5 ；蒸發(fā)出 的冷凝水凈化后回流至飛灰水洗預(yù)處理工序1中，重復(fù)用于水洗飛灰；可有效降低水洗飛 灰的用水量。第三步水泥煅燒工序3中，水泥窯排出的廢氣，經(jīng)急冷塔8急冷后，經(jīng)袋收塵裝置 9收塵處理后，排入大氣。如圖2所示在飛灰水洗預(yù)處理工序中，包括三級設(shè)置的由水洗罐和真空過濾機(jī) 組合的水洗預(yù)處理裝置，其中，一級水洗罐11的輸入端安裝有一輸入水的補(bǔ)給水池4，輸出 端與一級真空過濾機(jī)12相接，在一級真空過濾機(jī)12上設(shè)有2個(gè)輸出端口，一端口與污水池 13連接，另一端口與二級水洗罐14相接；二級水洗罐14輸出端與二級真空過濾機(jī)15相接， 二級真空過濾機(jī)15上設(shè)有2個(gè)輸出端口，一端與一級水洗罐11相接，另一端與三級水洗罐 16連通；三級水洗罐16的輸出端與三級真空過濾機(jī)17相接，三級真空過濾機(jī)17上設(shè)有2 個(gè)輸出端口，一端與二級水洗罐14相接，另一端與烘干機(jī)6入口連通，烘干機(jī)6輸出口與水 洗飛灰儲倉5連接。該飛灰水洗處理的具體操作為將生活垃圾焚燒飛灰投入一級水洗罐11中，由 補(bǔ)給水池4向一級水洗罐11中加水，水與其飛灰以2 1 3 1的重量比混合后機(jī)械 攪拌20 30分鐘后成水洗料漿，在攪拌的同時(shí)向該水洗料漿中通入C02，CO2的通入量為 10. 4-13. 8公斤(CO2)/噸(料漿)，用于調(diào)整該水洗料漿的料性，有利于后續(xù)烘干設(shè)備的運(yùn) 行；然后用單螺桿泥漿泵將其送入一級真空過濾機(jī)12過濾脫水，固液分離出濾液與濾餅； 其中，濾液直接排入污水池；濾餅送入二級水洗罐14進(jìn)行第二次水洗；水洗料漿經(jīng)攪拌后， 用單螺桿泥漿泵送入二級真空過濾機(jī)15過濾脫水，二次固液分離出濾液與濾餅，得到的濾 液回流至一級水洗罐11，重復(fù)水洗；得到的濾餅送入三級水洗罐16進(jìn)行第三次水洗；該水 洗料漿經(jīng)攪拌后，用單螺桿泥漿泵送入三級真空過濾機(jī)17過濾脫水；三次固液分離出濾液 與濾餅，得到的濾液回流至二級水洗罐14，重復(fù)水洗；得到的濾餅經(jīng)烘干機(jī)6烘干，烘干后 的濾餅含水量為1% 3 %，然后將其送入水洗飛灰儲倉5中待用。如圖3所示，污水處理工序2中包括有與排入濾液的污水池13相接的反應(yīng)沉淀池 21，在反應(yīng)沉淀池21的輸出端設(shè)有2個(gè)輸出端口，其中、1個(gè)端口設(shè)置有離心機(jī)22、與離心 機(jī)22連接為烘干機(jī)6 ；另1個(gè)端口設(shè)置有中和罐23，中和罐23出口設(shè)置有一中和沉淀池 24，該中和沉淀池24設(shè)有2個(gè)輸出口，1個(gè)輸出口與上述離心機(jī)22相接 ’另1個(gè)輸出口裝 有一三效蒸發(fā)結(jié)晶器25 ；該三效蒸發(fā)結(jié)晶器25設(shè)有2個(gè)輸出口，其中1個(gè)輸出口裝有一收集結(jié)晶鹽的結(jié)晶鹽儲倉26 ；另1個(gè)輸出口與清水池27相接；清水池27通過管路與三級水 洗罐16連通。上述污水處理工序的具體操作為A)將步驟1)排入污水池13的濾液送入反應(yīng)沉 淀池21內(nèi)加入化學(xué)藥劑，所用的化學(xué)藥劑采用硫化鈉和硫酸亞鐵，具體加入方法為先加 入過量的硫化鈉藥劑反應(yīng)去除重金屬，然后加入適量的硫酸亞鐵藥劑去除過量的S2—，濾液 的重金屬離子與S2—通過化學(xué)共沉法得以去除，反應(yīng)沉淀3小時(shí)后分層出上清液和沉淀物； B)將步驟A)中的沉淀物送入離心機(jī)22進(jìn)行固液分離，得到的濾液返回至反應(yīng)沉淀池21， 重復(fù)沉淀處理；得到的濾餅直接送入烘干機(jī)6烘干后送入水洗飛灰儲倉5 ；步驟A)中的上 清液送入中和罐23內(nèi)通入CO2進(jìn)行酸堿中和，使得該上清液中的PH值從10. 78-11. 91降低 至9，中和反應(yīng)后的液體進(jìn)入沉淀池24沉淀，沉淀4小時(shí)再次分層出上清液與沉淀物；C)將 步驟B)中的上清液經(jīng)三效蒸發(fā)結(jié)晶器25進(jìn)行脫鹽處理；結(jié)晶出的鹽送入結(jié)晶鹽儲倉26， 蒸發(fā)出的水蒸汽冷凝后得到冷凝水，冷凝水匯集至一清水池27后再回流至所述三級水洗 罐16，重復(fù)使用；步驟B)中的沉淀物經(jīng)離心機(jī)22固液分離出濾液和濾餅，所述濾餅經(jīng)烘干 機(jī)6烘干后送入水洗飛灰儲倉5 ；所述濾液回流至所述反應(yīng)沉淀池21中重復(fù)步驟A)。如圖4所示，水泥煅燒熟料所用的水泥窯31為新型干法回轉(zhuǎn)窯，具體操作為將水 洗飛灰儲倉5中的濾餅經(jīng)計(jì)量輸送設(shè)備從窯尾高溫段送入上述的新型干法回轉(zhuǎn)窯中煅燒， 該窯體內(nèi)煅燒溫度可高達(dá)1750°C，因而可保證重金屬被有效固定在水泥熟料晶格中，二惡 英被完全分解，最終煅燒成為水泥熟料。其窯尾排出的廢氣經(jīng)急冷塔8與袋收塵裝置9處 理后達(dá)標(biāo)排放。采用本發(fā)明方法處置飛灰生產(chǎn)出的水泥可達(dá)到P. 042. 5水泥符合GB175-2007《通
用硅酸鹽水泥》的性能要求。檢測結(jié)果如下
檢測項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求(P. 042. 5)檢測結(jié)果
28 天抗壓強(qiáng)度，Mpa42. 55L7
~~2 28 天抗折強(qiáng)度，Mpa^ 6. 59 0
~~3 氯離子含量，％ Ξ 0. 0600權(quán)利要求
一種水泥窯協(xié)同處理生活垃圾焚燒飛灰的方法，包括如下步驟1)飛灰水洗預(yù)處理工序；它包括用三級由水洗罐和真空過濾機(jī)組合的水洗處理裝置進(jìn)行飛灰水洗的步驟；具體操作為在所述的飛灰中加入水，其水與飛灰以2∶1～3∶1的重量比混合，在一級水洗罐中通入CO2攪拌成水洗料漿，然后將其送入一級真空過濾機(jī)過濾脫水，固液分離出濾液與濾餅；其中，濾液直接排入污水池，濾餅送入二級水洗罐進(jìn)行第二次水洗；水洗料漿經(jīng)攪拌后，送入二級真空過濾機(jī)過濾脫水，二次固液分離出濾液與濾餅，得到的濾液回流至一級水洗罐，重復(fù)水洗；得到的濾餅送入三級水洗罐進(jìn)行第三次水洗；該水洗料漿經(jīng)攪拌后，送入三級真空過濾機(jī)過濾脫水；三次固液分離出濾液與濾餅，得到的濾液回流至二級水洗罐，重復(fù)洗滌；得到的濾餅經(jīng)烘干機(jī)烘干后送入水洗飛灰儲倉中待用；2)污水處理工序；具體操作為A)將步驟1)排入污水池的濾液經(jīng)反應(yīng)沉淀池進(jìn)行反應(yīng)沉淀，并同時(shí)加入化學(xué)藥劑，通過化學(xué)共沉法去除濾液中的重金屬且分層出上清液和沉淀物；B)將步驟A)中的沉淀物送入離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到的濾液返回至反應(yīng)沉淀池，重復(fù)沉淀處理；得到的濾餅直接送入烘干機(jī)烘干后待用；步驟A)中的上清液通入CO2進(jìn)行酸堿中和，中和的液體進(jìn)入沉淀池沉淀，再次分層出上清液與沉淀物；C)將步驟B)中的上清液經(jīng)三效蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)行脫鹽處理；結(jié)晶出的鹽送入結(jié)晶鹽儲倉，蒸發(fā)出的水蒸汽冷凝后得到冷凝水，冷凝水匯集至一清水池后再回流至所述三級水洗罐，重復(fù)使用；步驟B)中的沉淀物經(jīng)離心機(jī)固液分離出濾液和濾餅，所述濾餅經(jīng)烘干機(jī)烘干后待用；所述濾液回流至所述反應(yīng)沉淀池中重復(fù)步驟A)；3)煅燒水泥熟料；將步驟1)所述水洗飛灰儲倉中的濾餅和步驟2)烘干后的所述濾餅經(jīng)計(jì)量輸送設(shè)備從窯尾1000℃以上高溫段進(jìn)入水泥窯煅燒；其中，經(jīng)烘干機(jī)烘干后的濾餅含水率為1％～3％；所述水泥窯窯內(nèi)的煅燒溫度可達(dá)1750℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同處理生活垃圾焚燒飛灰的方法，其特征在于步 驟1)所述CO2的通入量為10. 4-13. 8公斤(CO2) /噸(料漿)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同處理生活垃圾焚燒飛灰的方法，其特征在于步 驟1)所述水洗料漿的攪拌時(shí)間為20 30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同處理生活垃圾焚燒飛灰的方法，其特征在于步 驟1)所述水洗料漿送入所述一級、二級、三級真空過濾機(jī)所用的輸送設(shè)備為泥漿泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同處理生活垃圾焚燒飛灰的方法，其特征在于步 驟2)A)中所述的化學(xué)藥劑為硫化鈉和硫酸亞鐵；所述化學(xué)共沉法的沉淀時(shí)間至少為3小 時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同處理生活垃圾焚燒飛灰的方法，其特征在于步 驟2)B)中所述通入CO2使得所述上清液中的PH值從10. 78-11. 91降低至9。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水泥窯協(xié)同處理生活垃圾焚燒飛灰的方法，包括如下步驟1)飛灰水洗預(yù)處理工序；2)污水處理工序；3)煅燒水泥熟料；其中，步驟1)的飛灰水洗預(yù)處理工序包括用三級由水洗罐和真空過濾機(jī)組合的水洗處理裝置進(jìn)行飛灰水洗的步驟；其中水與飛灰以2∶1～3∶1的重量比混合；步驟2)的污水處理工序中包括對上清液脫鹽處理，凈化后冷凝水返回步驟1)重復(fù)水洗，實(shí)現(xiàn)水循環(huán)利用；步驟3)煅燒水泥熟料時(shí)，水泥窯窯體內(nèi)的煅燒溫度可達(dá)1750℃；因而可保證處理后的飛灰中的重金屬離子被有效固定在水泥熟料晶格中，二惡英被完全分解，實(shí)現(xiàn)了飛灰的無害化與資源化處理；煅燒后得到的水泥可達(dá)到P.O42.5水泥具有的物理力學(xué)性能。
文檔編號C04B7/38GK101817650SQ20101016253
公開日2010年9月1日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者周治平, 張國亮, 王樹, 趙向東, 顧軍, 黃嵐 申請人:北京市琉璃河水泥有限公司